Die mit Spritzgussformen aus dem 3D-Drucker gefertigten Prototypen können für realitätsgetreue

Die mit Spritzgussformen aus dem 3D-Drucker gefertigten Prototypen können für realitätsgetreue Tests verwendet werden. Bild: Alphacam

Mit PolyJet 3D-Druckern von Alphacam können Formhälften aus Kunststoff hergestellt werden um mehrere Prototypen im Spritzgussverfahren aus den Materialien des Endproduktes zu fertigen.

Bereits vor mehr als 10 Jahren wurden erste Versuche mit FDM-gedruckten Formen durchgeführt, brachten aber nicht das gewünschte Ergebnis. Das FDM-Verfahren verwendet thermoplastische Kunststoffe, die das gleiche Schmelzverhalten aufweisen, wie die zu spritzenden Kunststoffe. Auch war der Finish-Aufwand für einen wirtschaftlichen Einsatz zu hoch. Erst die Versuche mit dem PolyJet 3D-Drucker von Alphacam lieferten brauchbare Ergebnisse.

PolyJet-Verfahren
Bei der patentierten PolyJet-3D-Drucktechnologie werden besonders feine flüssige Photopolymer-Acrylharz-Tröpfchen in ultradünnen Schichten von bis zu 0,016 mm aus bis zu acht Druckköpfen auf eine Bauplattform gespritzt (vgl. 2D-Tintenstrahldrucker). Aufgrund der geringen Größe der Tröpfchen können sehr feine Details ausgeformt werden. Die Druckköpfe bewegen sich entlang der X- und Y-Achse und tragen das Modellmaterial sowie das Stützmaterial mit einer Auflösung von 600 x 600 dpi auf die Bauplattform auf. In der Z-Achse beträgt die Auflösung je nach PolyJet-System und Druckmodus 900 bzw. 1600 dpi. Sofort nach dem Drucken wird jede Schicht durch UV-Lampen vollständig ausgehärtet. Die Modelle können direkt nach Fertigstellung verwendet werden. Formeinsatz, Auswerfer- und Düsenseite lassen sich unmittelbar nach dem Drucken ohne großen Finish-Aufwand zusammenfügen.

Additiv gefertigte Bauteile besitzen aufgrund ihres schichtweisen Aufbaus nicht zwingend die gleichen Eigenschaften wie gespritzte Bauteile. Darum kann es für realitätsgetreue Tests notwendig sein, gespritzte Prototypen zu verwenden. Der hohe Automatisationsgrad, die Schnelligkeit und die überschaubaren Kosten sprechen eindeutig dafür Kunststoffspritzgussformen aus 3D-Druckern herzustellen, um mehrere Prototypen im Serienwerkstoff zu erhalten. Die gefertigten Prototypen sind aus dem gleichen Granulat wie der Serienartikel gespritzt und können somit für realitätsgetreue Tests verwendet werden, um die Leistungsdaten des späteren Endproduktes zu prüfen. Dies kann in bestimmten Bereichen eine Alternative zu Silikon-Werkzeugen darstellen und im Falle von Kleinstserien eventuell auch für Alu-Werkzeuge.

Alphacam/Sebastian Moser